不同的灌木樹種對夏初溫度的響應(yīng)及其對應(yīng)的生長模式——Contrasting shrub species respond to early summer temperatures leading to correspondence of shrub growth patterns. Environmental Research Letters, 2018, in press.

北極高山生物群落正在經(jīng)歷迅速變暖，這導(dǎo)致了在許多苔原生態(tài)系統(tǒng)中，較高的木本物種逐漸取代了較低的物種。在北美西北部，基于遙感的歸一化植被指數(shù)（NDVI）表明，北極和高山苔原的生產(chǎn)力有所提高，北方森林的生產(chǎn)力有所下降。然而，在同一地點生長的不同灌木對氣候驅(qū)動的響應(yīng)在很大程度上仍未被探索。德國波恩大學(xué)的Weijers等對比了兩種不同物種的生長與氣候之間的關(guān)系，這兩種物種分別是不斷擴(kuò)張的較高的落葉灌木（北極柳）及其周邊的常綠矮灌木（四棱巖須），它們皆來自位于加拿大西南育空地區(qū)Kluane區(qū)域Pika山谷的高山凍原地帶。研究發(fā)現(xiàn)，這兩種物種的年生長變化都強(qiáng)烈受到初夏氣溫的影響，盡管它們的特征和生境不同。兩個物種的灌木生長年表都與區(qū)域氣候信號相關(guān)聯(lián)，并顯示出與附近的高山和北極地區(qū)NDVI年際變化的空間對應(yīng)關(guān)系。研究結(jié)果表明，在相同的高山環(huán)境中，初夏的氣候變暖是植被變化的共同驅(qū)動力。

中國的PM2.5污染以及因地形和氣象條件而加劇——PM2.5pollution in China and how it has been exacerbated by terrain and meteorological conditions. Bulletin of the American Meteorological Society, 2018, Vol. 99, No. 1.

最近的嚴(yán)重和頻繁的中國PM2.5污染問題已經(jīng)引起了前所未有的關(guān)注。從2013年開始，中國許多地區(qū)PM2.5濃度的小時數(shù)據(jù)已經(jīng)可以從網(wǎng)上獲取（http://106.37.208.233:20035），復(fù)旦大學(xué)的Wang等分析了512站的PM2.5濃度數(shù)據(jù)（這些站點的有效數(shù)據(jù)超過兩年以上），并與歐洲和美國的數(shù)據(jù)進(jìn)行了對比。研究發(fā)現(xiàn)，中國的PM2.5平均濃度大約是歐洲和美國的5倍。通過進(jìn)一步分析大氣擴(kuò)散對空氣質(zhì)量的貢獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)大氣擴(kuò)散條件是反映大氣驅(qū)散污染物能力的一個很好的指標(biāo)，但是美國國家海洋和大氣管理局（NOAA）對大氣靜穩(wěn)條件的定義并不適用于中國，因為美國的定義依賴于垂直混合，而這在中國因受到地形影響而減弱。為了解決這一不足，本研究提出了一種新的大氣靜穩(wěn)條件閾值，該閾值依賴于10 m風(fēng)速、邊界層高度和降水的發(fā)生。這種新定義的空氣停滯與PM2.5濃度的日常變化密切相關(guān)。這類事件在中國比歐洲和美國更頻繁，尤其是在四川盆地和京津冀地區(qū)。如果中國與美國或歐洲有相同的大氣靜穩(wěn)頻率，那么在秋季和冬季，67%和82%的站點的目前的空氣質(zhì)量將分別得到改善（例如，冬季京津冀地區(qū)PM2.5濃度平均下降12%）。因此，在中國，嚴(yán)重污染和頻繁的大氣靜穩(wěn)條件使得對排放的控制需要比其他地方更為嚴(yán)格。

近期全球變暖期間中國極端低溫的弱的變冷與極端高溫的持續(xù)加劇——Weak cooling of cold extremes vs. continued warming of hot extremes in China during the recent global surface warming hiatus. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 2018, in press. 使用1960—2015年中國437個氣象站的日最高氣溫（Tmax）、日最低氣溫（Tmin）、日平均氣溫（Tmean）數(shù)據(jù)，中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所的Shen等分析了平均氣溫和極端溫度概率分布的變化。分析證實，在1998年以后，年平均Tmax和

Tmin在中國經(jīng)歷了變暖停滯。變暖停滯也反映在中國各地極端低溫的弱的變冷，但是極端高溫天氣繼續(xù)在全國范圍內(nèi)、以及在中國東部、西南地區(qū)和青藏高原等不同氣候區(qū)呈現(xiàn)顯著變暖趨勢。1999—2015年，全國范圍內(nèi)高溫天數(shù)（Tx90，以1961—1990年為基準(zhǔn)時段）和每年90百分位以上的平均Tmax（Txp90）分別顯著增加了3.70 d/10 a和0.20℃/10 a；但是，在中國東部和東南部，同時段內(nèi)，極端低溫呈現(xiàn)出顯著的變冷趨勢。在變暖停滯時期內(nèi)，中國東部和東南部的暖季降水的顯著下降導(dǎo)致了不斷升溫的極端高溫天氣。而在東北地區(qū)和華北平原，暖季太陽輻射的下降和暖季降水的增加，有利于極端高溫天氣的弱的降溫趨勢。雖然在1998年之后，平均氣溫經(jīng)歷了變暖停滯，但持續(xù)變暖的極端高溫天氣和極端降溫從變暖到弱的變冷的轉(zhuǎn)變，都反映了中國溫度變率的增加。

降水變率對全球牧場的重要性不斷增加——Increasing importance of precipitation variability on global livestock grazing lands. Nature Climate Change, 2018, Vol. 8.

牧場及其提供的肉類和牛奶生產(chǎn)是全球數(shù)百萬依賴牲畜獲取糧食安全的關(guān)鍵資源。對氣候變化依賴程度很高的牧草生長，在氣候變化方面可能很脆弱，而這種脆弱性的程度、以及哪些區(qū)域更為敏感，都還有待探索。為此，美國明尼蘇達(dá)大學(xué)的Sloat等評估了全球牧場的氣候威脅，重點評價了年內(nèi)降水變率（降水集中指數(shù)，PCI）和年際降水變率（降水變化系數(shù)，CVP）的變化對牧場的影響。通過分析大尺度植被綠度（如歸一化植被指數(shù)）與關(guān)鍵氣候因素的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)CVP是一個重要的、但經(jīng)常被忽視的因素，其限制了全球牧場的植被生產(chǎn)力。使用獨(dú)立的畜牧數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)具有高CVP的區(qū)域比CVP較小區(qū)域的牲畜密度更低。在全球范圍內(nèi)，牧場的降水年變化（CVP = 0.27）比全球陸地平均CVP（0.21）要高。在過去的一個世紀(jì)，CVP在牧區(qū)普遍增加，盡管有正的（49%的牧區(qū)）和負(fù)的（31%的牧區(qū)）趨勢存在。本研究確定了牲畜放牧對當(dāng)?shù)厥澄锖徒?jīng)濟(jì)具有重要意義的區(qū)域，并討論了在長期的區(qū)域降水變化趨勢的背景下，草場放牧強(qiáng)度的潛力。

（以上由侯美亭選編）

“預(yù)報失敗分析”專輯——《氣象》2018年第44卷第1期

本期，《氣象》雜志針對暴雨預(yù)報、弱降水預(yù)報、臺風(fēng)路徑預(yù)報、北京初雪預(yù)報、沙塵天氣預(yù)報等預(yù)報失敗案例組織了17篇稿件，來進(jìn)行預(yù)報偏差原因分析。其中，漆梁波等對2016年7月9日豫北特大暴雨的短期預(yù)報決策過程進(jìn)行了總結(jié)和反思，主要結(jié)論如下：1）此次降水過程存在明顯的對流云團(tuán)之間的合并及組織化過程，這些過程涉及中小尺度系統(tǒng)相互作用。作為重要業(yè)務(wù)參考的全球模式（包括確定性和集合預(yù)報）均未能提前（24或12 h）對此次暴雨過程做出有效預(yù)報或提示。2）高分辨區(qū)域模式和快速同化更新系統(tǒng)大多表現(xiàn)出更好的預(yù)報能力，可提前12或6 h提示預(yù)報員豫北地區(qū)有暴雨或大暴雨。3）特大暴雨過程預(yù)報失敗的主要原因是預(yù)報員過份依賴全球模式的結(jié)果，缺乏使用高分辨區(qū)域模式產(chǎn)品的經(jīng)驗或?qū)@些模式產(chǎn)品信心不足。高分辨區(qū)域模式在投入業(yè)務(wù)運(yùn)行之前，需加強(qiáng)對預(yù)報員的系統(tǒng)性培訓(xùn)，才能更有效地發(fā)揮這些模式產(chǎn)品的業(yè)務(wù)效能。4）在現(xiàn)有QPF業(yè)務(wù)流程中逐漸增加概率產(chǎn)品的使用，既符合新技術(shù)的發(fā)展趨勢，也可望對暴雨或極端降水的預(yù)報提供更有效支撐。諶蕓等對北方一次暖區(qū)大暴雨降水預(yù)報失敗案例進(jìn)行了剖析。2013年7月1—2日河北、天津等地出現(xiàn)了一次區(qū)域性大暴雨過程，降水由鋒前暖區(qū)降水和鋒面降水組成，特別是冀中的特大暴雨（409 mm·（24 h）-1）暖區(qū)降水占60%以上。預(yù)報員對此次過程的預(yù)報量級顯著偏小，特大暴雨、暴雨均出現(xiàn)漏報。各家數(shù)值模式預(yù)報均不能給預(yù)報員提供足夠的有用信息，給預(yù)報帶來很多困難，導(dǎo)致預(yù)報的失敗。文章利用業(yè)務(wù)預(yù)報中常用的數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品、加密自動站觀測資料、常規(guī)地面、高空觀測資料、新一代天氣雷達(dá)資料等對此次北方暖區(qū)暴雨預(yù)報失敗案例進(jìn)行剖析，結(jié)果顯示：高溫高濕的環(huán)境中，未能捕捉到可觸發(fā)對流的次天氣及以下尺度的小擾動，如地面輻合線、陣風(fēng)鋒、冷池及中尺度渦旋等及其對強(qiáng)降水的影響，加之對中尺度對流系統(tǒng)的環(huán)境場條件，如低空急流、急流核的發(fā)展演變等的精細(xì)分析不足是導(dǎo)致強(qiáng)降水預(yù)報量級偏弱的重要因素；對于發(fā)生在深厚暖濕氣團(tuán)中的暖區(qū)降水的預(yù)報，需考慮高溫高濕環(huán)境下地面輻合線、冷池及中尺度渦旋的相互作用對對流的觸發(fā)及組織化發(fā)展導(dǎo)致的局地性、對流性強(qiáng)降水的產(chǎn)生；基于地面自動站資料和雷達(dá)資料等的短時臨近預(yù)報可以彌補(bǔ)全球數(shù)值預(yù)報對中小尺度系統(tǒng)的捕捉能力的不足，提高暖區(qū)暴雨的預(yù)報準(zhǔn)確率。

北方蒸散對氣候變暖響應(yīng)隨降水類型轉(zhuǎn)換特征——《科學(xué)通報》2018年第63卷第11期

地表蒸散量是對全球氣候變暖響應(yīng)最顯著的水分循環(huán)分量，但以往不同研究得出的氣候變暖背景下各地地表蒸散量的變化趨勢差異很大，有時甚至表現(xiàn)出相反的趨勢。然而，對于地表蒸散對氣候變暖響應(yīng)的差異性具有怎樣的規(guī)律以及是何原因造成了這種差異至今也并不完全清楚。為此，張強(qiáng)等在對中國北方地區(qū)的蒸散量格點資料（FLUXNET）和全球陸面同化資料（GLDAS）進(jìn)行觀測試驗驗證的基礎(chǔ)上，利用可靠性相對較高的蒸散量格點資料及以往研究常用的CRU和ERA-Interim氣候格點資料，分析了我國北方不同降水氣候空間類型時地表蒸散量對氣溫增加的響應(yīng)特征。分析發(fā)現(xiàn)：地表蒸散量對氣溫升高的響應(yīng)程度隨降水氣候類型不同變化比較明顯，地表蒸散量的增溫傾向率表現(xiàn)出隨降水氣候類型變化的顯著轉(zhuǎn)換特征。降水量在200～400 mm的氣候區(qū)間時，正好是傾向率發(fā)生轉(zhuǎn)折的氣候敏感區(qū)間；在更濕潤氣候類型時，氣候越濕潤，地表蒸散量隨氣溫升高增加的就越明顯；而在更干燥氣候類型時，氣候越干燥，地表蒸散量反而隨氣溫升高減少的越明顯。地表蒸散量對氣候變暖的這種響應(yīng)特征在全球其他氣候過渡比較明顯的典型地區(qū)也有不同程度的表現(xiàn)。同時，就地表蒸散量對氣候變暖的響應(yīng)機(jī)制而言，主要有氣溫升高直接引起的潛在蒸散力增加與氣溫升高通過蒸散過程造成的土壤水分損失再反過來間接抑制蒸散這兩個作用過程。前者在濕潤地區(qū)起主導(dǎo)作用，導(dǎo)致蒸散增強(qiáng)；而后者在干燥地區(qū)主導(dǎo)作用，導(dǎo)致蒸散減弱。

歐洲歷史上氣候變化與鼠疫的關(guān)系——《中國科學(xué)（地球科學(xué)）》2018年第48卷第2期

先前對氣候變化與鼠疫關(guān)系的研究主要是針對短期氣候變化對鼠疫傳播的實時影響。此外，科學(xué)家們對于氣候變化如何影響鼠疫傳播仍然存有分歧，主要原因是相關(guān)研究的時空跨度過小，影響了氣候變化與鼠疫傳播動態(tài)關(guān)系研究的全面性。余柏康等通過整合前工業(yè)時期歐洲414年的鼠疫爆發(fā)記錄和相應(yīng)的歐洲大陸和國家的氣候數(shù)據(jù)，采用普通最小二乘回歸分析與小波一致性分析發(fā)現(xiàn)，在以下各個層面上，包括氣候及大規(guī)模氣候現(xiàn)象、歐洲大陸及國家尺度、年際及數(shù)年際尺度和線性及非線性統(tǒng)計方法，只有少量證據(jù)支持氣候和大規(guī)模氣候現(xiàn)象與鼠疫傳播存在顯著相關(guān)性。這一“零結(jié)果”并不否定先前有關(guān)氣候和大規(guī)模氣候現(xiàn)象與鼠疫傳播關(guān)系的研究結(jié)論，但文章認(rèn)為，在解釋歷史上和預(yù)測當(dāng)代全球氣候變化背景下的鼠疫傳播時，需要全面考慮研究本身的時空跨度、研究方法的穩(wěn)健性和研究地區(qū)的地理背景等因素。